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1、一、前言本文介绍了三种要紧系统的优缺点，蒸汽紧缩式空调系统具有较高的制冷系数和较强的 制冷、制热能力，但这种系统所利用的制冷剂CFCs,对臭氧层有活多或少的破坏，且运行 时噪音专门大，窗式空调尤其明显。分体式系统将、封锁在一金属箱体内放在室外，将装在 一箱体内放在室内，从而能够降低系统的噪音，同时，它采纳新型的，例如用RI34a取代 CFCs,能够有效降低对臭氧层的破坏。但新型制冷剂的采纳却使系统的COP值有所降低。吸 收式空调系统的COP值中等，具有废热再利用及再生热的优势，但这种系统体积较大。热电 式空调系统体积小，噪音低，但它的COP值较其他两种系统低，而且设备价钱昂贵。另外， 这种系统
2、利用直流电运行，可利用电池或DV直接驱动。二、三种空调系统的热力循环和原理蒸汽紧缩式循环不设有换向阀的蒸汽紧缩式空调系统只能在夏天用于制冷，大多数蒸汽紧缩式空调系统 能全年运行，既能制冷也能制热,两种进程分如图1所示。在制冷循环系统中，紧缩机从蒸发器吸入低温低压的制冷剂RI34a蒸汽,经紧缩机绝热 紧缩成为高温高压的过热蒸汽,再压入冷凝器中定压冷却，并向冷却介质放出热量,然后冷却 为过冷液态制冷剂,液态制冷剂经膨胀阀（或毛细管）绝热h.流成为低压液态制冷剂，在蒸 发器内蒸发吸收空调循环水（空气）中的热量,从而冷却空调循环水（空气）达到制冷的目 的，流出低压的制冷剂被吸入紧缩机,如此循环工作.!
3、 | 1K(?veiv-1 意 I;B逊陇II vdenser冷热濯r勤连尼1:北十， *僦阀旗裁景i. Lfzhari 、 1豺”用鼠匕自研次/小品作台 。3害川殊uc连 外,一“夔然冰发朝发聚外媪统榭蒸汽紧缩式空调系统的实际逆卡诺循环进程的C0*Lc值如下:（看一喜。尔）+ （八蓼血+ %）(1)显然，当热源温度相同时，实际逆卡诺循环的。0”,值比理想卡诺循环的箕巩“的值 小，而且随着如物和“方的增大而减小。从公式（1）能够看出：蟀对a见一值的阻碍较“雪。加大。空调系统正常运行时， 蒸发器中空气出口温度比入口温度低，一样至少低8C,即学大于等于8。关于冷凝 器，为使制冷系统能有效的运行，周
4、围环境温度一样要求低于43C。在制热状态下，通过换向阀将图一中室内的蒸发器由冷凝器取代，室外的冷凝器由蒸发器取 代，整套装置确实是一热泵，不断地将热量从室外空气中输送到室内。为使热泵能有效地运 行，周围环境温度一样要求高于一5。该热泵的CE4由下式计算得出：CO“ + COP)吸收式制冷循环蒸汽紧缩式循环是被称为做功式循环，因为气体制冷剂的加压进程是由紧缩机做功完成 的，而吸收式循环是以热能为动力的循环，因为该系统运行时发生器中高压液体转变成高压 气体时吸收了大量的热，这些热是由油、煤气和天然气的燃烧及地热能、太阳能、工厂废热 提供的。大体的吸收式循环如图三所示，吸收器和发生器组成的这部份相当
5、于一台“热力紧缩 机”，因此吸收式循环进程的原理和蒸汽紧缩式相似。在空调系统中，吸收式循环经常使用 LiBr-H力作工质对，其中水为制冷剂，LiBr为吸收剂。发生器内装有必然量的澳化锂浓溶 液，吸收器内装有必然量的澳化锂稀浓液,吸收器内的澳化锂稀浓液经溶液泵,热互换器进入 发生器,在外热源（蒸汽或水）加热下，澳化锂稀溶液的水分蒸发而变成澳化锂浓溶液,所蒸发 的水蒸气进入冷凝器（吸收式循环比蒸汽紧缩式循环的最大的优势在于吸收式循环中加压液 体比蒸汽紧缩式循环中加压气体耗功少）,在冷凝器中被冷却水冷却放热后，经节流减压进入 蒸发器,在高负压的蒸发器中汽化吸热冷却空调循环水,汽化后的水蒸汽进入吸收器
6、,在吸收 器内被来自发生器的澳化锂浓溶液吸收，使澳化锂浓溶液变成了澳化锂稀溶液,再通过溶液 泵,热互换器送至发生器浓缩成澳化锂浓溶液.在水蒸气吸收进程中，产生的汽化潜热由冷却 水带走.澳化锂溶液为高温液体,在进入吸收器之前通过热互换器冷却,加热进发生器前的稀 溶液从而回收了部份热量,提高能源的利用率.吸收式循环中热量传递的进程可归纳为：当空 气中的低温热源冷却蒸发器中的水时，高温热源对发生器中的溶液加热，冷凝器和吸收器通 过水和空气将热量排到周围大气中。吸收式制冷系统的C*值由下式计算得出：COF* =华Q卿+泮脾 Qg央（%也皆。眄）（3）当整个循环完全可逆时，吸收式循环制冷系数值最大，也确
7、实是说来自热源Qgen的热 量被转移到卡诺发动机，热力发动机的输出量（麻=小及0g用）供给卡诺制冷机除去冷空 气中的热。设0二取”。端,c=歹战,骐巳c,那么吸收式制冷系统可逆情形下的COP值为:=%m乂。尸4=（1一刍（2=）=Lcondenser 冷凝器Fig. 2.Chart of abzorption refrigeration system 图2 .喙收式制冷系统原理图其中，乙是空气温度，7工是冷却空间的温度，方是热源温度，从公式（4）能够看出， 北增大，增大；增大，COP增大:聋增大，烟增大；吸收式制冷理想可逆循环的的 00产值一般是实际循环的两倍多，从某种意义上说，在吸收式制冷系
8、统顶用术语。尸是不适合的，通常情形下这种系统的 。好值比蒸汽紧缩式低。但却不能因此而否定该系统，因为在这两种循环中，8尸的概念不 同。做功转化的能比热能所付出的代价要高。而且，在夏天利用这种系统制冷能幸免蒸汽紧 缩式制冷系统中利用电能所引发的用电顶峰。太阳能和工业废热对它来讲是一个丰硕的可利 用资源。但是，吸收式制冷系统体积较大，设备的价钱较高，这种系统的制冷量一般是几千 瓦乃至几千千瓦，因此一样应用于工业制冷，近几年来，也应用于某些家庭的中央空调系统。吸收式循环系统一样不用于制热，因为向发生器中供热的热源可直接用于制热。热电式循环当两根金属棒或半导体相连接且接点双侧维持不同温度时，将会有五种
9、现象同时发生:焦耳效应、傅立叶效应、贝塞克效应、珀耳帖效应和汤姆森效应。所有这些都是不可逆现象，珀耳帖效应付系统的阻碍最大。在电路中，不同的导体和半导体之间包括了两个接点, 热量通过一直流电源从一接点传递到另一接点。半导体（如珍2翁3）比金属更易产生珀耳 帖效应。热电制冷（珀耳帖装置）利用了半导体的珀耳帖效应。原理如图3所示。从冷空间 吸收的热量通过N-型和P-型半导体热电偶元件传递到热侧热源同意器,然后排放到周围环 境中。若是电流方向改变，通过半导体材料的热流方向也随之改变。冷空间就变成了热空间, 也确实是说，空调系统就变成制热状态。在制冷状态下，制冷能力/ =口的）心一 4口，在热侧热源同
10、意器中的分散热2ft -妞-4汉），输入电功率配=Qi -Qc,COPcV=段=制冷系数：其中热容比：（加金）c ,制热系数：W（6）典型的热电空调器(热泵)是半导体热电偶元件通过铜线连接，并用导热绝缘的陶瓷夹 在线路中间组成，如图3所示。热电系统的优值系数Z由式(7)计算：(% -% 了 喑(玄五二冲)m (1/K) (7)Z值能充分反映热电性能，它的值仅和热电材料的物理性质有关。性能系数Z越大，热 电材料越好。利用上述方式，制热时最正确性能系数可由下式计算：COPk l - (1- 2)1 + Z4 T)工 (8)热电式空调系统有许多优势.比如,这种系统完全没有氟氯化碳所引发的污染,设备简
11、易 轻巧,利用方便,运行靠得住，无噪音,启动迅速，较易操纵。另外，它的工作温度范围很广 (-40C-7(TC)且能直接由直流电或燃料电池驱动.它的要紧缺点是制冷系数低,费用较高。3、性能比较从性能和本钱的角度分析，蒸汽紧缩式空调系统是最好的。但是，目前这种系统中利用 较多的对环境存在着或多或少的阻碍,不是对环境友好的制冷剂。从久远来看终将在以后的 法律中将被禁I上利用吸收式制冷利用低品位热能，电能花费少，但体积较大，设备价钱昂贵。 热电式系统设备简易，但制冷量小且价钱昂贵。4、经济价值分析对任何比较来讲，经济价值的比较都是重要的，并阻碍着最终选择。任何设备都有有限的利用寿命，随着投入利历时刻推
12、移，技术的更新和商业的新动向，设备在不断的退化。通经常使用两种方式来计算折旧率，即初投资法和渐缩值(DV)法。 初投资法是指将贬值的总额平均分派到设备有效利用寿命的每一时期。DV法是指将贬值的 总额慢慢减少的分派到设备有效利用寿命的每一时期。因此，在设备投入利用的初期需要扣 除更多的数量，因为设备老是初期利用比晚期利用好。DV法更适合于空调系统的经济价值 分析，每一年的贬值率按DV法计算的空调系统运a年后的价值由公式（9）计算：匕=cos / DVjaetor）x 其中，n表示利用的年限，DV因数由空调系统的期望利用寿命决定。空调系统的期望利 用寿命为10年，15年，20年时，相应的DV因数为
13、15乐10%, %o五、结论（1）蒸汽紧缩式空调、吸收式空调的制冷/制热能力远远大于热电式空调：（2）吸收式空调利用热能为动力的循环，耗电超级小，其耗电设备仅有几台小型泵和 风机。热电式空调、蒸汽紧缩式空调运行时需利用大量的电能：（3）蒸汽紧缩式空调C0P值最大，在之间，而吸收式空调COP值在之间，热电式空调 CO P值在之间：（4）这三种空调系统的室内噪音大小几乎一样（除窗式蒸汽紧缩式空调系统），因为 室内的系统仅有风机遇产生噪音，各类系统室外的噪音大小就各不相同了，蒸汽紧缩式空调 系统中和吸收式空调系统中的溶液泵会产生专门大的噪音，热电式空调系统噪音较小，因为 除水冷式吸收式空调系统的散热设备水泵的噪音较大外，其它吸收式空调系统只有风机有噪 音：（5）这三种空调系统有它们各自的优缺点。其中热电式空调系统普遍应用于制冷量较小的场合，它能够直接利用直流电源，燃料电池及汽车直流电源等。